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如何解决CAN总线分支不能太长的问题

1、什么是CAN总线

CAN总线是由德国研发和生产汽车电子产品著称的BOSCH公司开发的,并最终成为国际标准(ISO11519),是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线是一种多主控(Multi-Master)的总线系统。传统总线系统如USB或以太网等是在总线控制器的协调下,实现从A节点到B节点大量数据的传输。CAN网络的消息是广播式的,即在同一时刻网络上所有节点侦测的数据是一致的,CAN是一种基于消息广播模式的串行通信总线。

CAN总线数据采集模块

2、CAN总线为何不能太长了

CAN总线有4种常见的拓扑类型,分别是:直线型拓扑,星型拓扑,树状拓扑,环形拓扑,由于CAN总线的分布线受环境和产品等因素影响,导致在现场布线中出现总线的分支过长/过多等现象,当系统总线过长时,由于线过长。就会导致阻抗的的突变,或者阻抗不连续等现象,就会有上升沿和下降沿台阶现象产生,很容易在逻辑识别的时候产生错误的识别。从而导致位宽失调,节点接收错误信息。

IOS11898-2中有明确规定,在1M波特率的条件下,对CAN分支长度规定1Mbps下最长为0.3米。所以我们应该根据不同波特率来制定最长分支距离的规范。原则上来说:分支长度总和+主干长度《总线传输极限长度(极限长度*0.7)来使用,分支总和一般不超过总长度的百分之三十。

3、如何解决CAN总线太长的问题

(1)减小分支长度

从根源上来解决CAN总线太长的问题,就是减少CAN节点的分支长度,从而降低信号反射,保证位宽的稳定性。可以使用标准的“手牵手”的接口布线标准方式,让分支的长度最小,以达到减小分支长度问题来解决。

(2)长分支上加适当的电阻

当我们在网络布局无法更改时,分支过长,过多引起的信号反射是必然存在的。最简单实用的方法就是在长分支末端串上电阻,用来消除信号反射。但是加了电阻之后差分电压会减小,注意我们这里差分电压不得小于0.9V。

(3)增加CAN中继或集线器

在很多场合中,当我们已经不能更改分支长度和在分支中串联电阻的时候我们可以采用CANBridge中继或者CANHub集线器。CANHub集线器等组网设备进行分支。这些设备每路都具备独立的CAN控制器,所以可以将每段形成独立的直线拓扑,方便施工。

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